ESCUELA PROFESIONAL: FISICA
PROFESOR:
Lic. LOZANO ALVARADO JESUS ALUMNO: Trujillo Yaipen Walter Manuel
CURSO: MECÁNICA DE FLUIDOS
FACFYM
LABORATORIO DE FÍSICA PRESIÓN HIDROSTÁTICA OBJETIVO:
Estudiar experimentalmente la presión hidrostática.
Verificar que la presión hidrostática en el seno de un líquido es directamente proporcional a la profundidad de inmersión.
Comprobar que la presión hidrostática en el seno de un líquido es independiente de la dirección a cualquier profundidad
Utilizar el manómetro como instrumento de medición de la presión Determinar experimentalmente el peso específico de un liquido
PRECONCEPTO: Fluido, presión, densidad, presión hidrostática, gravedad, volumen, masa.
MATERIAL:
Manómetro en forma de U, con soporte.
Una cubeta de vidrio de 60 cm x 20cm x 20cm.
Una regla.
5 litros de agua potable.
Una sonda de presión compuesta de un embudo conectado a un tubo de vidrio.
Un plumón.
Fundamento Teórico: La presión en el interior de cualquier fluido estático queda determinada por el peso que ejerce la columna del propio fluido que tiene encima. El cálculo de la presión atmosférica es un poco más complicado que la debida a un líquido, ya que la densidad de la atmósfera no es constante. La presión atmosférica disminuye con la altura de manera exponencial.
PROCEDIMIENTO:
Se instala el equipo como se muestra en la figura.
Llenar de agua la cubeta hasta una altura de 40cm.
Marque la cubeta partiendo desde el nivel de agua, distancia de 5, 10,15 cm, hasta llegar al fondo.
Llene el manómetro hasta la mitad con agua coloreada.
Introduzca la sonda, lentamente en la cubeta de vidrio, observando la altura y1, y y= en el manómetro a medida que se va aumentando la profundidad de inmersión h.
Considérese profundidades de 5, 10, 15… 40cm y mida en el manómetro las diferencia de altura del agua coloreada para cada caso.
Los datos obtenidos anótelos en la siguiente tabla:
SUSTANCIA: Agua colorante Lecturas en el Profundidad h
manómetro
Medida (cm)
Y1 (cm)
Y2 (cm)
Presión
Presión
Manométrica
absoluta
(pascales)
Pabs = Pm +Pat
1
2 cm
21.8 cm
22.5 cm
6.867pa
9816.867pa
2
4 cm
21.3 cm
23.3 cm
19.62pa
9829.62pa
3
6 cm
20. 6 cm
23.9 cm
32.373pa
9842.373pa
4
8 cm
20 cm
24.5 cm
44.145pa
9854.145pa
5
10cm
19.4cm
25.2cm
56.898pa
9866.898pa
6
12cm
18.7 cm
25.9cm
70.632pa
9880.632pa
7
14cm
18.2cm
26.5cm
81.423pa
9891.423pa
8
16cm
17.5cm
27.1cm
94.176pa
9904.176pa
9
18cm
16.8cm
27.9cm
108.891pa
9918.891pa
10
20cm
16.1cm
28.5cm
121.644pa
9931.644pa
11
22cm
15.5cm
29.1cm
133.416pa
9943.416pa
12
24cm
14.2cm
29.8cm
153.036pa
9963.036pa
13
26cm
14.3cm
30.4cm
157.941pa
9967.941pa
14
28cm
13.8cm
30.9cm
167.751pa
9977.751pa
15
30cm
13.4cm
31.5cm
177.561pa
9987.561pa
Fotos del procedimiento:
CUESTIONARIO: 1. Con los datos obtenidos graficar p vs h.
PA 10000 9980 9960 9940 9920 9900
PA
9880 9860 9840 9820 9800 0
5
10
15
20
2. Deduzca de la gráfica anterior la relación matemática entre la variable p y h.
Dónde: Tang es la pendiente. Entonces: .P2 –P1 = m ( ) . P2 = m ()+P1 3. Si la relación matemática obtenida en 2. Es una relación lineal encuentra la pendiente ¿Qué magnitud física representa está pendiente? La pendiente es una constante en que nos indica el ritmo que decrece la presión; en la gráfica la pendiente seria de 6.09.
4. Aplique el método de los mínimos cuadrados y obtenga la pendiente y en intercepto con sus errores.
PA 10000 9980 9960 9940 9920 9900
PA
9880 9860 9840 9820 9800 0
5
10
15
20
5. ¿Qué se puede afirmar acerca de la fuerza que actúan sobre todas las paredes del recipiente? Lo que se puede afirmar es que las fuerzas que actúan en todas las paredes del recipiente obedecen al principio de pascal, en qu e el fluido trasmite la misma fuerza de igual modulo en todas las direcciones del recipiente. 6. En un determinado nivel ¿Cuál es el valor de la presión en cualquier dirección? ¿Cómo se puede comprobar con el experimento realizado? El valor de la presión en cualquier dirección es la misma, solo depende de la altura, ya que la presión está dado por: P= . En el experimento se puede comprobar, moviendo en izquierda o derecha pero estando en la misma altura; con esto obtendremos que la presión, sea la misma en diferentes direcciones pero no en diferentes alturas.
7. Cuando se introduce la sonda conectada en el lado izquierdo del manómetro, se observa que el líquido manométrico se mueve hacia arriba en el lado derecho. ¿Cómo se explicaría si en una operación de medición de presiones el líquido se mueva hacia arriba en el lado izquierdo conectado a la sonda? Si se moviera el líquido a lado izquierdo hacia arriba, en el manómetro, entonces la presión del líquido está disminuyendo. 8. ¿Cuál es la presión en el fondo del recipiente y cuál es la presión en el nivel del líquido del recipiente? Si el líquido estudiado en agua ¿Cuál será la presión en el fondo de esta misma vasija si en vez de agua se emplea otro liquido por ejemplos mercurio? La presión del al fondo del recipiente es una presión absoluta, ya que es la presión del líquido más la presión atmosférica, y la presión en el nivel del recipiente solamente es la presión atmosférica. 9. ¿Hasta qué profundidad puede descender un hombre de tal manera que la presión no le afecte? ¿Cómo explicaría su respuesta? La presión atmosférica y la presión del agua afecta directamente al cuerpo produciendo embolias. Un descenso de 10 metros aumenta la presión aproximadamente hasta equiparar la presión de la atmósfera a nivel del mar. Por lo tanto, un descenso desde la superficie hasta 10 metros se traduce en una duplicación de la presión sobre el buceador.
10.¿Hasta qué altura puede ascender un hombre de tal manera que la presión no le afecte.¿ cómo explicaría su respuesta?
11.¿Hasta qué altura puede ascender un hombre de tal manera que la presión no le afecte ¿ cómo explicaría la respuesta?
CONCLUSIONES
Al realizar el experimento de presión hidrostática, logramos observar que cada
ves que aumentamos la profundidad esta hace que afecte la presión aumentándola de forma creciente tal como aparece en la grafica.
La presión manométrica que experimentamos la podemos hallar pasados en la
presión hidrostática, esta comprende la presión atmosférica por que esta afectada y ejerce fuerza sobre el liquido.
Con esta práctica iniciamos que en la presión ejerce un líquido sobre la vasija
que se encuentra, esta influenciado por la densidad del mismo y la altura de este, además entre mayor altura tendrá mayor masa tal como comprobamos con el alcohol.
BIBLIOGRAFIA Cibergrafia http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_en_un_fluido http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_manom%C3%A9trica http://es.wikipedia.org/wiki/Alcohol
